Efeito de agentes espumantes biológicos e agrícolas em resíduos de concreto para a preparação de materiais cerâmicos porosos

Transformando concreto velho em materiais novos e úteis

Ao redor do mundo, as cidades crescem rapidamente e, com esse crescimento, surge uma crescente quantidade de concreto quebrado proveniente de demolições. Grande parte desses entulhos acaba em aterros, desperdiçando espaço e recursos naturais. Este estudo explora uma maneira criativa de transformar esse concreto indesejado em blocos cerâmicos porosos e leves que podem ajudar a manter edifícios aquecidos ou frescos, usando materiais do cotidiano como farinha, fermento, serragem e palha de trigo no processo.

Por que poros e cavidades podem ser vantajosos

Os pesquisadores concentram-se em um tipo especial de cerâmica repleta de micro poros. Esses poros podem ser abertos e conectados, permitindo a passagem de gases e líquidos, ou mais fechados, aprisionando ar no interior. Materiais assim são atraentes para usos como filtros, queimadores a gás e painéis de isolamento porque o ar retido ou canalizado reduz a transferência de calor e pode filtrar partículas. Ao partir de concreto reciclado britado e adicionar ingredientes orgânicos simples, a equipe busca construir uma estrutura porosa sem depender de produtos químicos sintéticos caros.

Cozinhando com concreto residual e itens de cozinha

Para fabricar esses materiais, a equipe secou e triturou concreto antigo, misturou com areia, água e amido de milho, e então adicionou um dos vários auxiliares espumantes: farinha de trigo, fermento biológico, fermento em pó, serragem ou palha de trigo. O amido funciona tanto como aglutinante quanto como fonte de gás; quando aquecido, ele incha, queima e deixa espaços vazios. Os auxiliares espumantes adicionados geram gás extra ou queimam durante a queima, esculpindo poros adicionais. A mistura é misturada até formar uma pasta, aquecida suavemente para permitir que as bolhas cresçam e se firmem, e então queimada primeiro a 900 °C e, finalmente, a temperaturas mais altas de 1200 °C, 1250 °C ou 1300 °C para endurecer e fortalecer os blocos.

Como a escolha do auxiliar espumante molda o material

Os testes mostraram que a temperatura de queima e o auxiliar espumante juntos controlam quão densa, resistente e isolante a cerâmica final fica. À medida que a temperatura de queima aumentou, os poros tenderam a encolher ou se fechar parcialmente, de modo que a maioria das amostras ficou menos porosa, porém mais densa e resistente. Farinha e fermento criaram materiais altamente porosos, com amostras à base de farinha atingindo porosidade acima da metade do volume enquanto ainda formavam uma rede sólida de poros conectados. Serragem e palha, que contêm partículas maiores, geraram poros maiores e mais irregulares, mas ainda mantiveram alta porosidade geral. Em contraste, o fermento em pó criou poros relativamente pequenos e, na temperatura mais alta, favoreceu fases vítreas que reduziram a porosidade mais do que nas outras amostras.

Equilibrando resistência, leveza e fluxo de calor

Os testes mecânicos e térmicos destacam compensações importantes. Amostras com mais poros geralmente apresentaram menor resistência à compressão, mas o tamanho e a forma exata dos poros também foram determinantes. As cerâmicas à base de serragem se destacaram pela resistência, alcançando mais de 5 megapascais a 1300 °C enquanto mantinham cerca de 38 por cento do volume em poros. As cerâmicas à base de farinha ofereceram resistência ligeiramente menor, porém ótima porosidade e a menor transferência de calor medida, tornando-as promissoras para isolamento. Medições de transmitância térmica e condutividade térmica mostraram que todos os aditivos orgânicos reduziram o fluxo de calor em comparação com uma amostra simples à base de concreto, com farinha, fermento e serragem tendo o melhor desempenho como intensificadores naturais do isolamento.

Do entulho de construção ao isolamento e filtros do futuro

No geral, o estudo demonstra que o concreto quebrado pode ser transformado em cerâmicas porosas úteis usando subprodutos biológicos e agrícolas comuns em vez de químicos industriais caros. Ajustando a temperatura de queima e o tipo de auxiliar espumante, é possível sintonizar o equilíbrio entre resistência, peso e isolamento. Os materiais resultantes têm potencial para atuar em queimadores a gás, unidades de filtração e revestimentos resistentes ao calor, além de reduzir resíduos em aterros e a demanda por minerais virgens. Para o público não especializado, a mensagem-chave é que ingredientes do dia a dia como farinha, fermento e serragem podem ajudar a transformar entulho de construção em materiais de construção mais inteligentes e sustentáveis.

Citação: Khattab, R.M., Abo-Almaged, H.H., Ali, .M. et al. Effect of biological and agricultural foaming agents on concrete waste for the preparation of porous ceramic materials. Sci Rep 16, 15463 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52176-5

Palavras-chave: cerâmicas porosas, reciclagem de concreto, isolamento térmico, serragem e palha, agentes espumantes